高二化学分子的立体结构人教实验版
【本讲教育信息】
一. 教学内容：
分子的立体结构 1. 价电子互斥理论 2. 杂化轨道理论 3. 配合物理论
二. 重点、难点
1. 认识共价分子的多样性和复杂性。
2. 初步认识价层电子对互斥模型，能用VSEPR模型预测简单分子或离子的立体结构。 3. 认识杂化轨道理论的要点，能根据杂化轨道理论判断简单分子或离子的构型。 4. 认识配位键、配位化合物的概念，掌握配位键、配位化合物的表示方法。
三. 教学过程
（一）价电子互斥理论
分子的立体结构决定了分子许多重要的性质，例如分子中化学键的类型、分子的极性、分子之间的作用力大小、分子在晶体里的排列方式等等。分子的立体结构通常是指其σ键的分子骨架在空间的排布。
1、价层电子对互斥模型（VSEPR模型）：价层电子对互斥模型（VSEPR模型）是一种可以用来预测分子立体结构的理论模型，总的原则是中心原子价电子层电子对（包括成键电子对和未成键的孤对电子对）的互相排斥作用，使分子的几何构型总是采取电子对相互排斥最小的那种构型，即分子尽可能采取对称的空间构型。
2、VSEPR模型的内容：VSEPR模型把分子分为两类：
（1）中心原子上的价电子都用于形成共价键，即中心原子无孤对电子的，根据键的条数或者说ABn 型分子中n的个数，判断分子构型。如CO2、CH2O、CH4等分子中的C原子。它们的立体结构可用中心原子周围的原子数来预测，概括如下： ABn n=2 n=3 n=4 立体结构 直线型 平面三角形 正四面体型 范例 CO2 CH2O CH4 （2）中心原子上有孤对电子（未用于形成共价键的电子对）的分子，则将孤对电子也算作键数，同上推出包括孤对电子的分子构型，然后去掉孤对电子后看分子新构型。如H2O和NH3中心原子上的孤对电子也要占据中心原子周围的空间，并参与互相排斥。因而H2O分子呈V型，NH3分子呈三角锥型。
【拓展】ABm型分子或离子中的价电子对数（孤对电子+形成共价键的电子对）的计算方法：
（1）对于主族元素，中心原子价电子数=最外层电子数，配位原子按提供的价电子数计算，如：PCl5 中n?5?1?5?5 2（2）O、S作为配位原子时按不提供价电子计算，作中心原子时价电子数为6； （3）离子的价电子对数计算 如：NH4+ ： n?5?1?4?16?0?2?4； SO42－ ：n??4
223、VSEPR模型的应用：
【验证】应用VSEPR理论判断下表中分子或离子的构型。（C原子孤对电子数一般为0）
【总结】（1）VSEPR模型预测分子立体结构方法：首先确定中心原子的价层电子对数，然后确定中心原子有无孤对电子数，再结合实际例子分析。
（2）VSEPR模型是模型化方法的具体体现，它把原子数相同、价电子数相同的一类化学粒子的结构加以概括，体现了等电子原理的思想，例如五原子八电子的CH4、SiH4、NH4+，它们都是正四面体构型。
（二）杂化轨道理论
价层电子对互斥模型只能解释化合物分子的空间构形，却无法解释许多深层次的问题，如无法解释甲烷中四个 C－－－H的键长、键能相同及H－C －H的键角为109 ? 28′。因为按照我们已经学过的价键理论，甲烷的4个C － H单键都应该是σ键，然而，碳原子的4个价层原子轨道是3个相互垂直的2p轨道和1个球形的2s轨道，用它们跟4个氢原子的1s原子轨道重叠，不可能得到四面体构型的甲烷分子。为了解决这一矛盾，鲍林提出了杂化轨道理论。
1、杂化的概念：杂化是指原子在相互结合成键过程中,原来能量接近的原子轨道要重新混合,形成新的原子轨道。这种轨道重新组合的过程叫做杂化。所形成的新的轨道叫杂化轨道。 2、杂化轨道的类型：
（1）sp3 杂化：一个s轨道与三个p轨道杂化后，得四个sp3杂化轨道，每个杂化轨道的s成分为1/4，p成分为3/4，它们的空间取向是四面体结构，相互的键角θ=109o28′。
+3
CH4、CCl4、NH4、CH3Cl、NH3、H2O等等都采取sp杂化。
